Różnica między lampami LED a energooszczędnymi świetlówkami kompaktowymi

Konsumenci domowi stopniowo wycofują lampy żarowe i coraz częściej ich używają. Początkowo zastąpiono je świetlówkami kompaktowymi (CFL). Pobierają 5 razy mniej energii przy tej samej jasności. Oznacza to, że świetlówka o mocy 20 W może zastąpić żarówkę o mocy 100 W. W tym celu nazwano je oszczędzaniem energii.

Technologia nie stoi w miejscu i w ciągu ostatnich 5 lat rynek się umocnił Żarówki LED lub LED. Asortyment produktów jest wystarczająco szeroki - od paneli świetlnych i taśm po reflektory i lampy dla wszystkich możliwych cokołów. Jednocześnie świecą 10 razy jaśniej niż żarówki o tej samej mocy. Przyjrzyjmy się bliżej różnicom między lampami energooszczędnymi a lampami LED.

Ciekawe:

Lampy LED faktycznie należą również do energooszczędnych, ale wśród ludzi ta nazwa została ustalona na kompaktowe lampy fluorescencyjne, chociaż oszczędzają energię, podobnie jak lampy LED. W artykule proponuję nie odbiegać od popularnych nazwisk.

Skład

Energooszczędne są kompaktową wersją klasycznej świetlówki rurowej, która jest dostępna pod kołpakami g5 i g13, zwykle różnią się grubością lampy (t5, t8). Zwartość uzyskuje się poprzez skręcenie rurki w kształcie spirali. Następnie, stosując tę ​​samą zasadę działania, otrzymujesz źródło światła o wielkości i podstawę powtarzające się zwykłe żarówki.

Najpopularniejsze modele lamp z cokołami E14 i E27.

Kompaktowa energooszczędna lampa składa się z:

• piwnica;

• mieszkanie;

• statecznik elektroniczny;

• kolby.

Z kolei kolba jest wypełniona parami rtęci, a jej wewnętrzne ściany pokryte są luminoforem, spektrum kolorów i temperatura barwowa zależą od jej składu.

Lampy LED, w zależności od lat produkcji, zostały zbudowane przy użyciu różnych rozwiązań konstrukcyjnych i obwodów, rodzajów diod LED. Wczesne modele były produkowane z diodami LED 5 mm, później zostały wymienione Diody LED SMDna przykład na pasku LED.

Najnowsze innowacje to żarniki, które składają się z kryształów LED umieszczonych na szafirowym krysztale lub innym materiale dielektrycznym, są równomiernie pokryte luminoforem, co tworzy iluzję świetlnego żarnika. Zewnętrznie takie lampy są podobne do lamp żarowych - mają przezroczystą szklaną żarówkę i nie ma plastiku w obudowie.

I tak ogólny projekt większości lamp LED:

• piwnica;

• plastikowa lub metalowa obudowa;

• źródło zasilania;

• metalowa tablica z diodami LED;

• żarówka rozpraszająca światło.

Pierwsza różnica między luminescencyjnymi urządzeniami oszczędzającymi energię a diodami LED w używanych źródłach światła: tuba z oparami rtęci w stosunku do kryształów półprzewodnikowych.

Jasność i moc

Lampa ma trzy główne cechy:

• Pobór mocy, W;

• Strumień świetlny, Lm;

• Temperatura barwowa, K.

Zasadniczo jedynym możliwym sposobem oszczędzania energii elektrycznej jest zwiększenie określonego strumienia świetlnego, tj. Stosunek Lm / W.

Dla porównania rozważmy strumień świetlny z lamp o różnych konstrukcjach:

Żarówka, w zależności od cech konstrukcyjnych, może wytwarzać do 20 lm na 1 wat poboru mocy, podczas gdy najczęściej jest to około 10-17 lm / W.

Świetlówka emituje od 40 do 70 Lm / W. Warto powiedzieć, że pomimo spadku popularności tych źródeł światła, inżynierowie poprawiają te wskaźniki i są publikacje, że osiągnięto około 100 Lm / W, ale takich nie widziałem w sprzedaży.

Lampy LED świecą jeszcze jaśniej - 80-120 Lm / W. W ciągu ostatniej dekady liczba ta znacznie wzrosła, a cena spadła jeszcze bardziej.To jest powód sukcesu produktów LED na rynku.

Wynika z tego, że podczas pracy lampy żarowe mają najwyższe ogrzewanie (ponad 100 stopni), lampy energooszczędne (60-80 stopni) są na drugim miejscu, a najzimniejsze lampy to diody LED (30-40 stopni). Wynika to z różnicy wydajności, gdy lampy LED działają, najmniejsza ilość energii jest uwalniana do ciepła.

Zasób i utrata jasności

30000-50000 godzin - średnia żywotność lamp LED. Ale w dużej mierze zależy to od warunków pracy. Na przykład, jeśli źródło światła LED działa w gorących warunkach, okres ten może zostać skrócony 2 lub więcej razy.

10000 godzin pracy świetlówek. Ale nie jest to również wartość statyczna, zdarzają się przypadki, gdy przetwarzają zasoby lub odwrotnie - wypalają się przedwcześnie.

Główną przyczyną awarii kompaktowych lamp fluorescencyjnych jest częste włączanie i wyłączanie, podczas gdy lampy włączane przez całą dobę zwykle doświadczają zasobów. Wynika to z zasady pracy, więcej o tym później.

System zasilania wpływa również na długość okresu eksploatacji. Nawiasem mówiąc, lampy fluorescencyjne ze statecznikiem elektromagnetycznym (cewką) działają o połowę mniej niż lampy elektroniczne. Ale w kompaktowych energooszczędnych lampach stosuje się wyłącznie statecznik elektroniczny (EKG).

1000 godzin żarówek. Żywotność zostanie skrócona, jeśli lampa jest często włączana i wyłączana lub działa w warunkach wysokiej temperatury i wibracji. Uderzenie i potrząsanie żarówką może uszkodzić spiralę i pęknąć.

Wniosek:

Diody LED mają największy zasób wśród wymienionych analogów. Lampy LED nie boją się częstego włączania i wyłączania - dzięki temu można je stosować w korytarzach, toaletach i spiżarniach.

Zmniejszenie jasności lampy z czasem

Żarówki pewnie wydzielają swoje lumeny przez cały okres użytkowania, możliwa jest redukcja do 7%. Głównym powodem spadku jasności jest zanieczyszczenie żarówki i abażuru.

Energooszczędne żarówki, jak każdy rodzaj świetlówki, mają tendencję do starzenia się. A strumień świetlny zmniejsza się do 50% pod koniec jego życia. Wynika to ze starzenia się luminoforu, jego wypalenia, zużycia elektrod. Być może zauważyłeś, że stare LL często czernieją na końcach tuby, jest to znak wczesnej wymiany.

Lampy LED emitują deklarowany strumień światła nie stale. Strumień świetlny zmniejsza się do 15% po 25 000, czyli znacznie dłużej niż w przypadku lamp energooszczędnych, w tym czasie wymienisz dwa z nich, a dioda LED będzie nadal działać. Jasność wpływa również na temperaturę. Jeśli lampa się przegrzeje, wówczas strumień świetlny spada do 80% wartości nominalnej w ciągu 2-3 minut. Przy przedłużającym się przegrzewaniu kryształ LED ulega degradacji i może się wypalić.

Moc sposób

Oba rodzaje lamp wymagają specjalnego podejścia do żywienia. W tym celu obwód zasilający znajduje się w obudowie.

Świetlówki kompaktowe

Lampy fluorescencyjne są raczej specyficznym źródłem światła pod względem mocy, aby je włączyć, potrzebujesz obwodu, który zwiększa napięcie powyżej napięcia zasilania w sieci. Wcześniej wykorzystywano do tego przepustnicę z rozrusznikiem, obecnie statecznik elektroniczny (statecznik). Wewnątrz żarówki znajduje się gaz, na jej końcach znajdują się dwie spirale, napięcie jest podłączone do spiral (elektrod).

Aby uprościć zrozumienie procesu zapłonu, opiszę go na przykładzie przestarzałego układu rozruchowego, w statecznikach elektronicznych stosowanych w lampach energooszczędnych zasada jest taka sama, ale podejście jest inne.

Ponieważ w stanie wyłączonym (zimnym) rezystancja między elektrodami jest duża, więc najpierw są podgrzewane, odpowiedzialny jest za to rozrusznik. Rozpoczyna się proces zwany emisją „termionową”, zaczynają emitować wolne elektrony.

W rozruszniku znajduje się żarówka z gazem, taka jak neon i styki bimetaliczne, które w stanie gorącym zamykają się i kondensator.Prąd 20-50 mA, styki są podgrzewane przez kolbę gazową, zamykają się, a wyładowanie wewnątrz żarówki rozruchowej zatrzymuje się. Następnie prąd ograniczony przez reaktancję cewki indukcyjnej i spirali płynie wzdłuż obwodu: Zasilanie - cewka indukcyjna - spirala - rozrusznik - spirala - źródło zasilania.

Cewki nagrzewają się, a płytki startowe chłodzą się i otwierają. W wyniku czego następuje gwałtowny wzrost energii wystarczający do jonizacji gazów w żarówce lampy, po czym następuje zapłon, rezystancja między elektrodami gwałtownie maleje. Procesy te prowadzą do przepływu prądu przez kolbę i emisji światła.

Jak widać, proces jest dość skomplikowany. Włączanie lampy jest skomplikowane, jeśli spirale się zużyją lub fosfor ulegnie degradacji, a także na zimno. Jest to duży problem dla wszystkich fluorescencyjnych, gazowo-wyładowczych źródeł światła - włączanie przy mrozie. Może to zająć bardzo dużo czasu lub w ogóle się nie włączyć, jeśli lampa nie jest pierwszej świeżości. A wynikowa jasność na mrozie może być niższa niż nominalna.

Teraz porzucają to podejście, wykorzystując obwody pulsacyjne, które nazywane są statecznikami elektronicznymi lub statecznikami elektronicznymi. Poniżej jego typowy schemat. Działa na wysokiej częstotliwości (dziesiątki kHz), przy sieci zasilającej 50 Hz w obwodzie z dławikiem. Pozwala to uzyskać bardziej równomierny i jasny blask, a także ułatwić zapłon lampy i zmniejszyć zużycie elektrody.

Żarówki LED

Diody LED mają prostsze wymagania dotyczące zasilania, chociaż nadal są dość rygorystyczne. Głównym zadaniem jest ustabilizowanie prądu. Źródło zasilania jest nazywane sterownik lub bieżące źródło, jest to takie urządzenie, które dąży do utrzymania danego prądu niezależnie od rezystancji obciążenia. W rzeczywistości oporność jest ograniczona mocą sterownika.

W najtańszych lampach nie ma sterownika i stabilizacji, prąd jest po prostu redukowany przez oporność statecznika do dopuszczalnej wartości, pod warunkiem, że napięcie w sieci jest normalne. Ale napięcie w sieci często odbiega od normy i występują przepięcia, takie lampy nie trwają długo, diody LED przepalają się z powodu długiej pracy ze zwiększonym napięciem zasilającym lub podczas skoków napięcia. Typowy obwód sterownika balastu pokazano na zdjęciu.

Wady tego schematu to brak stabilizacji i izolacji galwanicznej, ochrona, kruchość lampy, wysoka pulsacja strumienia światła (jeśli zainstalowany jest kondensator filtrujący o niskiej pojemności).

Zalety - niski koszt i prostota.

Ostatnio jednak często można znaleźć lampy budżetowe (do 3 USD) z akceptowalnym sterownikiem impulsów ze stabilizacją prądu.

Zalety - izolacja galwaniczna, możliwa ochrona, stabilizacja prądu, dłuższa żywotność LED, słaba pulsacja światła.

Wady - względnie wysoki koszt, przy stosowaniu komponentów niskiej jakości, kierowca może również wypalić się.

Utylizacja i szkody środowiskowe

Głównym problemem lamp fluorescencyjnych jest stosowanie rtęci w żarówce; szkodzi środowisku i zdrowiu ludzkiemu, jeśli pęknie w pomieszczeniu. Powoduje to duże koszty usuwania (dla przedsiębiorstw). Konieczne jest przeprowadzenie procesu „demercurization”.

Lampy LED nie szkodzą środowisku, można je wyrzucać wraz z odpadami komunalnymi, do ich produkcji nie stosuje się szkodliwych substancji. Jednocześnie istnieją firmy zajmujące się ich przetwarzaniem do produkcji wtórnej. Istnieją publikacje, że niektóre przedsiębiorstwa zajmują się przetwarzaniem kryształów półprzewodnikowych.

Wniosek

Podsumowując i krótko wymieniając zalety i wady lamp:

Luminescencyjny energooszczędny:

• „-” Problem usuwania i szkód dla środowiska.

• „-” Strumień świetlny jest niższy niż w przypadku diod LED.

• „-” Żywotność 10 000, choć większa niż w przypadku lamp żarowych, jest krótsza niż produktów LED.

• „+” Względna niezawodność.

• „+” Jasność.

• „+” Zużycie energii.

• „+” Niska temperatura robocza.

Światło LED:

• „-” Cena wysokiej jakości lamp może sięgać nawet 8-10 dolarów.

• „-” Lampy niskiej jakości mają słabe spektrum kolorów i wysokie tętnienia.

• „+” Oszczędność energii.

• „+” Jasność.

• „+” Trwałość.

Lampy LED są również energooszczędne, ale z wymienionych powodów taka nazwa została nadana kompaktowym lampom fluorescencyjnym. Diody LED to odpowiednie, niezawodne i popularne źródło światła. Inżynierowie wiodących producentów stale poprawiają jakość światła i spektrum kolorów.